【碩士】二醇基水性聚氨酯的合成與改性研究

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　　【碩士】二醇基水性聚氨酯的合成與改性研究　　授予學(xué)位：碩士　　學(xué)位授予單位：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)　　學(xué)位年度：2010　　二聚酸聚酯二醇(PDFA)可以賦予聚氨酯材料優(yōu)異的耐化學(xué)性以及對(duì)低表面能基材的表面附著力，但使用其合成水性聚氨酯時(shí)通常難以獲得穩(wěn)定的乳液及優(yōu)異的機(jī)械性能。水性紫外光(LrV)固化技術(shù)安全環(huán)保且可以提高產(chǎn)品性能，但仍存在固化前干燥除水階段的耗時(shí)耗能問題。本文將PDFA與水性UV固化技術(shù)的優(yōu)勢(shì)結(jié)合，使用二聚酸聚酯二醇合成出貯存穩(wěn)定性優(yōu)異且干燥速率快的水性聚氨酯乳液，并通過聚己內(nèi)酯二醇(PCL)摻雜和水性UV固化技術(shù)對(duì)其進(jìn)行改性?！　? 1．使用二聚酸聚酯二醇合成出貯存穩(wěn)定性優(yōu)異的二聚酸聚酯二醇基水性聚氨酯(PDFA．PU)乳液，并同普通多元醇合成的水性聚氨酯就乳液性能、干燥速率、耐水解性以及熱性能等方面進(jìn)行了比較。結(jié)果表明，不同軟段聚氨酯乳液的干燥速率按如下順序排列：PDFA．PU>PTMG．PU>PCL．PU>PPG．PU。其中PDFA-PU乳液的干燥速率最快，可有效縮短乳液干燥成膜時(shí)間；體系中硬段含量相對(duì)越高，其乳液干燥速率也越快。PDFA．PU的耐水解性也明顯優(yōu)于其它樣品，且有明顯的軟硬段玻璃化轉(zhuǎn)變，微相分離程度嚴(yán)重?！　? 2．使用PCL對(duì)PDFA．PU進(jìn)行摻雜改性，并對(duì)改性前后聚氨酯材料的耐水解性、機(jī)械強(qiáng)度以及熱性能進(jìn)行研究。結(jié)果表明：當(dāng)體系中PDFA與PCL的摩爾比為1：1時(shí)，材料的機(jī)械強(qiáng)度從9．97MPa提高到15．62MPa；軟段玻璃化溫度上升了11℃，微相分離程度明顯減弱：耐水解性下降?！　? 3．合成出雙鍵含量高且干燥速率快的PDFA基可UV固化水性聚氨酯乳液，并通過UV輻照對(duì)其膠膜進(jìn)行交聯(lián)改性。反應(yīng)各階段均遵循二級(jí)動(dòng)力學(xué)反應(yīng)機(jī)理，第二和第三階段的反應(yīng)速率常數(shù)明顯高于第一階段；體系雙鍵含量越高，雙鍵反應(yīng)速率越快，最終轉(zhuǎn)化率也越高；最高可達(dá)90．23％，明顯高于普通聚酯聚醚類可UV固化聚氨酯。經(jīng)UV輻照固化后的PDFA基聚氨酯材料的拉伸強(qiáng)度由9．97MPa提高到23．3MPa，并且最高可達(dá)37MPa；體系的軟段玻璃化溫度增加8"C，硬段玻璃化溫度增加6℃，熱穩(wěn)定性也可提高50℃。通過以上研究，我們可以獲得綜合性能優(yōu)越的二聚酸聚酯二醇基水性聚氨酯材料，并可同時(shí)減少干燥成膜階段的耗時(shí)耗能，有效提高水性UV固化技術(shù)的施工效率，廣泛適用于工業(yè)生產(chǎn)?！　?

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